Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O manejo avícola é uma atividade criteriosa a ser realizada em galpões de criação de frangos de corte. Nele estão inseridas tarefas como manutenção da higiene, sanidade e, principalmente, controle de ambiência. A temperatura e a umidade são os principais parâmetros para que se atinja o equilíbrio térmico. No entanto, grande parte dos sistemas de controle de ambiência para aviários disponíveis no mercado não apresentam a eficiência desejável, caracterizada pela manutenção da temperatura e da umidade e máxima homogeneização possível destas variáveis ao longo do ambiente. Ao contrário disso, o que se observa é que, mesmo na presença de sistemas semiautomáticos de controle, as principais decisões de manejo ainda dependem da percepção do especialista (avicultor) para observar o processo e configurar os parâmetros do controlador. Além de ser ineficiente, esta atividade também é incômoda e propensa a erros. Esta dissertação propõe um framework para o controle, a supervisão e a tomada de decisões em processos avícolas. Inicialmente, é sistematizada a coleta de um conjunto de eventos relacionados à temperatura e umidade, de maneira a prover mais detalhes sobre as condições climáticas internas do aviário. A partir disso, são apresentadas as etapas de modelagem e de síntese de controle com base na Teoria de Controle Supervisório (TCS), em suas versões monolítica e modular local, as quais são comparadas e fundamentam a implementação física, em microcontrolador. As vantagens da abordagem escolhida em relação à homogeneização da temperatura e da umidade em aviários são ilustradas via simulação e comparadas a um cenário tradicional de manejo. Resultados finais ainda fornecem uma opção de supervisão remota do processo utilizando uma ferramenta SCADA. / Poultry management is a judicious activity to be carried out in poultry farms. In it are inserted tasks like maintenance of hygiene, sanity and, mainly, ambience control. Tem- perature and humidity are the main parameters for achieving thermal equilibrium. However, most ambience control systems for aviaries available on the market don’t have the desirable efficiency, characterized by the maintenance of temperature and humidity and maximum possible homogenization of these variables throughout the environment. Instead, what is observed is that, even in the presence of semiautomatic control systems, the main management decisions still depend on the expert’s perception (aviculturist) to observe the process and configure the parameters of the controller. In addition to being inefficient, this activity is also cumbersome and prone to errors. This dissertation proposes a framework for control, supervision and decision making in poultry process. Initially, it is systematized the collection of a set of events related to temperature and humidity, in order to provide more details about the internal climatic conditions of the aviary. From this, the modeling and control synthesis steps are presented based on the Supervisory Control Theory (TCS), in its monolithic and modular versions, which are compared, and give support the physical implementation in microcontroller. The advantages of the approach chosen in relation to the homo- genization of temperature and humidity in aviaries are illustrated by simulation and compared to a traditional management scenario. Final results still provide a remote process supervision option using a SCADA tool.

Este estudo estima os efeitos climáticos para três cenários de mudanças climáticas, de seis culturas em rotação contínua, utilizando o modelo EPIC (William et al.) versão 0810, por 19 anos (1994 a 2014) cujos dados observados de experimento de longo prazo na EMBRAPA/CNPT em Passo Fundo, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico húmico argiloso (LVd). O modelo EPIC foi calibrado segundo WANG, et al (2012), com desempenho estimado através do R2 de 0.87, PBIAS (viés) de 1% e NSE de 0.73. Os três cenários de mudança foram propostos a partir da literatura para a Região Sul do Brasil, alterando (a) as temperaturas máximas e mínimas mensais e (b) as precipitações mensais e os desvios padrões da precipitação, com períodos de +15 e -15 anos a partir das datas centrais, sendo C1 (2040), + 1ºC e +10% (mm); C2 (2070), +2ºC e + 20% (mm); e, C3 (2100): +3 ºC e +30% (mm). Os resultados foram comparados a cada período e cenário, com os respectivos resultados das simulações, com o padrão climático atual (variabilidade atual) denominado C0, cujas variáveis foram obtidas a partir da série climática de dados de 1984 a 2014 (30 anos). Os resultados concluem que, mantidas as mesmas condições de cultivo e rotação, haverá a redução progressiva dos rendimentos de grãos nas culturas de soja, milho, sorgo granífero, aveia branca e cevada, e de matéria seca na cultura de ervilhaca peluda. As principais causas desta redução nos rendimentos,são atribuídas às reações de fotorrespiração nas espécies do grupo C3, aumento da demanda e perdas de nitrogênio, déficit hídrico (apesar do aumento das precipitações), aumento das perdas de água por evapotranspiração (estresse hídrico), aumento dos períodos de eventos secos (intervalos entre chuvas) e particularidades do manejo do solo, como era esperado. A conclusão mais importante foi da real viabilidade de uso de modelos matemáticos para as condições brasileiras, como ferramenta robusta e necessária à modernização da gestão de projetos de pesquisa, das atividades de ensino, do gerenciamento da produção agrícola, assim como do monitoramento e avaliação ambiental. / This study estimates the climatic effects for three scenarios of climate change in six cultures in continuous rotation, using the EPIC model (William et al.) version 0810, It was 19 years of observed monitoring data (1994-2014) in the long-term experimental plot of EMBRAPA / CNPT in Passo Fundo, RS, in a Oxisol dystrophic clayey humic (LVd). The EPIC model was calibrated according WANG, et al. (2012), with performance estimated by the R2 of 0.87, PBIAS (bias) of 1% and NSE 0.73. The three proposed scenarios based in the literature for the Southern Region of Brazil, altering (a) the maximum and minimum monthly temperatures (b) the monthly rainfall and rainfall standard deviations, with periods of +15 and -15 years from the central dates, were C1 (2040): + 1°C + 10% (mm); C2 (2070): + 2°C to + 20% (mm); and C3 (2100): +3°C and + 30% (mm). The results were compared at each period and scenario, with the corresponding results of the simulations of the scenarios, with the current climatic pattern (current variability) named CO, whose varibles were obtained from a climate data series from 1984 to 2014 (30 years). The results conclude that keeping the same growing conditions and rotation, there will be a progressive reduction in grain yield in soybean, corn, grain sorghum, oat and barley and dry matter in the crop of hairy vetch. The main causes of this reduction in result are attributed to photorespiration reactions in species of the C3 group, the increased demand and losses of nitrogen, rain deficit (despite the increase in rainfall), and an increased water loss through evapotranspiration (water stress), increase of dry periods (intervals between rainy weather) and soil management characteristics as expected. The most important finding was the actual viability of the use of mathematical models for Brazilian conditions, as a robust tool, necessary to modernize the management of research projects, teaching activities, management of agricultural production, as well as monitoring and environmental assessment.

Este estudo estima os efeitos climáticos para três cenários de mudanças climáticas, de seis culturas em rotação contínua, utilizando o modelo EPIC (William et al.) versão 0810, por 19 anos (1994 a 2014) cujos dados observados de experimento de longo prazo na EMBRAPA/CNPT em Passo Fundo, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico húmico argiloso (LVd). O modelo EPIC foi calibrado segundo WANG, et al (2012), com desempenho estimado através do R2 de 0.87, PBIAS (viés) de 1% e NSE de 0.73. Os três cenários de mudança foram propostos a partir da literatura para a Região Sul do Brasil, alterando (a) as temperaturas máximas e mínimas mensais e (b) as precipitações mensais e os desvios padrões da precipitação, com períodos de +15 e -15 anos a partir das datas centrais, sendo C1 (2040), + 1ºC e +10% (mm); C2 (2070), +2ºC e + 20% (mm); e, C3 (2100): +3 ºC e +30% (mm). Os resultados foram comparados a cada período e cenário, com os respectivos resultados das simulações, com o padrão climático atual (variabilidade atual) denominado C0, cujas variáveis foram obtidas a partir da série climática de dados de 1984 a 2014 (30 anos). Os resultados concluem que, mantidas as mesmas condições de cultivo e rotação, haverá a redução progressiva dos rendimentos de grãos nas culturas de soja, milho, sorgo granífero, aveia branca e cevada, e de matéria seca na cultura de ervilhaca peluda. As principais causas desta redução nos rendimentos,são atribuídas às reações de fotorrespiração nas espécies do grupo C3, aumento da demanda e perdas de nitrogênio, déficit hídrico (apesar do aumento das precipitações), aumento das perdas de água por evapotranspiração (estresse hídrico), aumento dos períodos de eventos secos (intervalos entre chuvas) e particularidades do manejo do solo, como era esperado. A conclusão mais importante foi da real viabilidade de uso de modelos matemáticos para as condições brasileiras, como ferramenta robusta e necessária à modernização da gestão de projetos de pesquisa, das atividades de ensino, do gerenciamento da produção agrícola, assim como do monitoramento e avaliação ambiental. / This study estimates the climatic effects for three scenarios of climate change in six cultures in continuous rotation, using the EPIC model (William et al.) version 0810, It was 19 years of observed monitoring data (1994-2014) in the long-term experimental plot of EMBRAPA / CNPT in Passo Fundo, RS, in a Oxisol dystrophic clayey humic (LVd). The EPIC model was calibrated according WANG, et al. (2012), with performance estimated by the R2 of 0.87, PBIAS (bias) of 1% and NSE 0.73. The three proposed scenarios based in the literature for the Southern Region of Brazil, altering (a) the maximum and minimum monthly temperatures (b) the monthly rainfall and rainfall standard deviations, with periods of +15 and -15 years from the central dates, were C1 (2040): + 1°C + 10% (mm); C2 (2070): + 2°C to + 20% (mm); and C3 (2100): +3°C and + 30% (mm). The results were compared at each period and scenario, with the corresponding results of the simulations of the scenarios, with the current climatic pattern (current variability) named CO, whose varibles were obtained from a climate data series from 1984 to 2014 (30 years). The results conclude that keeping the same growing conditions and rotation, there will be a progressive reduction in grain yield in soybean, corn, grain sorghum, oat and barley and dry matter in the crop of hairy vetch. The main causes of this reduction in result are attributed to photorespiration reactions in species of the C3 group, the increased demand and losses of nitrogen, rain deficit (despite the increase in rainfall), and an increased water loss through evapotranspiration (water stress), increase of dry periods (intervals between rainy weather) and soil management characteristics as expected. The most important finding was the actual viability of the use of mathematical models for Brazilian conditions, as a robust tool, necessary to modernize the management of research projects, teaching activities, management of agricultural production, as well as monitoring and environmental assessment.

A modelagem do processo de negócio é uma abordagem da década de 1990 para melhoria do desempenho das organizações, que volta atualmente como forte contribuinte para a melhoria de desempenho das organizações. É com essa abordagem que esta pesquisa realiza a modelagem de um Processo Desenvolvimento de Produtos (PDP) de uma empresa de fabricação mecânica, que manufatura máquinas e equipamentos para apoiar a produção em frigoríficos, na região oeste Catarinense. A modelagem do PDP utiliza o padrão Business Process Model and Notation (BPMN) apoiada pelo aplicativo Intalio BPMS. O objetivo da pesquisa é avaliar a modelagem com BPMN para a formalização do Processo de Desenvolvimento de Produtos e como tratar as complexidades e interações intrínsecas deste processo, em pequenas empresas de fabricação mecânica. A modelagem com BPMN é estruturada na avalição do PDP de uma empresa selecionada e de observações in loco da execução do processo. A metodologia adotada para desenvolvimento da modelagem do PDP da empresa considerou os seguintes aspectos: i) estudo de uma empresa; ii) modelagem informacional; iii) automação do modelo e execução; iv) implementação do modelo do PDP na empresa. Também são apresentadas as características do Modelo Unificado de Rozenfeld et al. (2006), usado como referência para sistematizar a modelagem do Processo de Desenvolvimento de Produtos da empresa, através de avaliação do processo da empresa. Uma breve descrição é feita para apresentar as características dos principais padrões usados na Modelagem de Processos de Negócios, incluindo os principais aplicativos computacionais usados para apoiar os padrões de modelagem. Os resultados foram divididos em duas partes, em modelos abstratos estáticos e dinâmicos. O modelo abstrato estático tem caráter informacional, apresentando riqueza de detalhes, na forma de um mapa detalhado do processo. Para automação, esse modelo estático foi desdobrado em outros dois modelos abstratos, que são configurados para se tornarem dinâmicos, visando a implementação e execução de forma a atender satisfatoriamente a realidade da execução do processo na empresa. O primeiro modelo abstrato dinâmico implementado e executado define o produto e finaliza com a decisão do cliente sobre o orçamento solicitado ao setor de vendas da empresa. O segundo modelo abstrato dinâmico inicia com a aprovação do orçamento pelo cliente, dado início a atividades de projeto informacional e finaliza com a liberação para produção. Essa abordagem visa minimizar as complexidades de modelagem do processo e das particularidades especificas da empresa. A modelagem do PDP com o modelo de referência e a aplicação do padrão BPMN apoiado pelo Intalio BPMS permitiu relatar boas práticas, lições aprendidas, dificuldades e facilidades encontradas. Além disso, o PDP formalizado pela modelagem com BPMN e Intalio BPMS proporcionou mudanças significativas na execução atual do processo, contribuindo para maior integração entre os participantes. / Modeling the business process and an approach of the 1990s to improve the performance of organizations, this currently returns as a strong contributor to the improvement of performance of organizations Packing Company, in the region west of Santa Catarina State. Modeling the PDP uses the standard Business Process Model and Notation (BPMN) supported by the application Intalio BPMS. The objective of the research and evaluate the modeling with BPMN for the formalization of the development process of products and how to deal with the complexities and intrinsic interactions of this process, in small companies of mechanical manufacturing. The modeling with BPMN and structured in evaluation of PDP a company selected and comments on the site of the work, the execution of the process. The methodology adopted for the development of modeling PDP the company considered the following aspects: (i) study of a company; (ii) informational modeling; (iii) the automation model and implementation; (iv) implementation of the model of the PDP in the company. Also presented are the characteristics of Unified Model of Rozenfeld et al. (2006), used as a reference to systematize the modeling of the Products Development Process of the company, through evaluation of the process of the company. A brief description and made to have the characteristics of the major standards used in the modeling of business processes, including the main computational applications used to support the standards of modeling. The results were divided into two parts, in abstract models static and dynamic. The abstract model has static informational character, presenting richness of detail, in the form of a detailed map of the process. For automation, this static model was unfolded in two other abstract models, which are configured to become dynamic, aiming at the implementation and execution in order to meet satisfactorily the reality of the implementation of the process in the company. The first abstract model dynamic implemented and executed defines the product and finishes with the customer's decision on the budget requested the sales of the company. The second abstract model dynamic starts with the approval of the budget by the customer, initiated the activities of project informational and ends with the release to production. This approach aims to minimize the complexities of modeling the process and the specific peculiarities of the company. Modeling the PDP with the reference model and the application of standard BPMN supported by Intalio BPMS allowed report best practices, lessons learned, difficulties and facilities found. In addition, the PDP formalized by modeling with BPMN and Intalio BPMS provided significant changes in the implementation of the current process, contributing to greater integration between the participants.

CAPES / A indústria petrolífera utiliza diversos tipos de bombas conforme a natureza da operação ou a fase do processamento considerada. Entretanto, devido às condições nas quais opera esse tipo de indústria, óleo e gás podem ser produzidos simultaneamente, o que constitui uma questão de escoamento bifásico. A presença de gás em canais de bombas centrífugas prejudica significativamente o seu funcionamento, degradando a capacidade de elevação. As pesquisas relacionadas ao escoamento bifásico em bombas centrífugas centram seus estudos na avaliação da influência de condições operacionais, tais como a fração de vazio, rotação do rotor e pressão de entrada, no desempenho global da bomba. Essa influência, entretanto, é condicionada ao padrão de escoamento bifásico no interior do equipamento. Nesse cenário, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o escoamento bifásico nos canais de uma bomba centrífuga mediante o comportamento de uma bolha isolada no meio líquido em rotação. Para isso, foi construída uma bancada experimental no laboratório do NUEM. A carcaça da bomba e o rotor do primeiro estágio originais foram substituídos por outros de material transparente a fim de permitir a visualização das bolhas no interior do canal do rotor. Em particular, pretende-se seguir o movimento de bolhas isoladas nos canais do rotor, como forma de identificar seus caminhos preferenciais, para avaliar suas velocidades ponto a ponto. Além disso, foi desenvolvido um estudo numérico como forma de obter as velocidades do líquido e pressão estática ao longo do canal, utilizando as posições das bolhas obtidas experimentalmente. Um modelo algébrico utilizou os dados numéricos e experimentais para calcular o coeficiente de arrasto e a força de arrasto segundo diferentes condições operacionais. / Electrical Submersible Pump (ESP), are quite common in the oil industry. Due to the nature of the oil production operations, multiphase flow of oil, gas and other fluids are present in reservoirs, pipelines and equipment, including ESP’s. Two-phase flows inside pump diffusers and impellers decrease an ESP’s lift and efficiency. Literature presents a large number of studies about the influence of operational parameters such as void fraction, rotor speed and inlet pressure, on an ESP’s global efficiency. Nevertheless, this influence is strictly related to the two-phase flow pattern. The present study evaluates the two-phase flow inside a pump diffuser and impeller by means of a single bubble flowing through the liquid mass. An experimental apparatus was designed and built at the NUEM facilities. The original pump housing and impeller were replaced by transparent pieces so that bubbles flowing inside the pump could be visualized. The path of the bubbles were followed so as to both define preference paths and to calculate bubbles velocities. Additional CFD analyses provided liquid velocities and static pressure through the pump impeller. An algebraic model fed with numerical and experimental data evaluated the drag coefficient and the drag force according to different experimental conditions.

CAPES : CNPq / Pessoas com paralisia cerebral apresentam grande diversidade de alterações posturais, sendo mais características as consequentes da espasticidade. Objetivando a otimização do desempenho funcional, juntamente com outros objetivos terapêuticos pode ser prescrito o uso órteses. Neste contexto a manufatura aditiva pode se apresentar como uma alternativa à fabricação de produtos personalizados de Tecnologia Assistiva, tais como as órteses. Para este fim a digitalização 3D é uma etapa importante, considerando que a geometria da anatomia do usuário será a referência para o desenvolvimento do produto em ambiente CAD 3D para posterior fabricação. No entanto os equipamentos de digitalização 3D possuem custos elevados, sendo um dos fatores que dificultam a popularização desta solução. Deste modo este trabalho visa avaliar a utilização de sistemas de baixo custo para realizar a digitalização 3D, no contexto do desenvolvimento de órteses personalizadas para punho, mão e dedos a serem fabricadas por manufatura aditiva. Foi proposto um método estruturado em três fases sendo: definição das ferramentas e sistemas a serem avaliados, definição dos parâmetros para avaliação e dos protocolos de utilização dos sistemas digitalização 3D; avaliação dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo a partir da digitalização de uma peça padrão; e avaliação dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo aplicados ao contexto de órteses para punho, mão e dedos. Os sistemas selecionados para a avaliação foram o Kinect 360 utilizando o programa Skanect, o sistema Kinect One com o programa 3DScan e o sistema ReMake com uma câmera Canon T3i. Os protocolos para a utilização dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo foram: protocolo 1, com marcações visuais apenas no ambiente de digitalização; protocolo 2, com aplicação de adesivos coloridos sobre o objeto; e o protocolo 3, com a aplicação de linhas desenhadas à mão formando um xadrez sobre o objeto. Foi desenvolvida e fabricada uma peça padrão, composta por três elementos (um cone, um cilindro e um cubo seccionado). Para a avaliação dimensional foram considerados os parâmetros altura do cone, diâmetro do cilindro e medidas paralelas aos eixos X, Y e Z aferidas pela distância entre as faces opostas do cubo. Também foi realizada a análise dos desvios utilizando o programa Geomagic e uma avaliação da qualidade onde se verificou visualmente a formação dos vértices e das arestas. Para a avaliação aplicada ao contexto do desenvolvimento de órteses, foi aplicado mesmo procedimento sobre um molde da geometria do punho, mão e dedos confeccionado em atadura gessada. As digitalizações geraram 27 malhas 3D da peça padrão e 9 malhas 3D do molde. As avaliações indicaram que os sistemas Kinect 360 e Kinect One não apresentaram variação significativa entre os diferentes protocolos. Já o sistema ReMake foi o mais sensível, sendo o protocolo 3 o que gerou malhas 3D com os melhores resultados dimensionais e de qualidade em relação a todos os sistemas, com valores variando entre 0,07 mm e 0,27 mm nas análises dos desvios realizadas sobre a peça padrão. / People with cerebral palsy could have wide range of postural changes, the most characteristic are resulting from spasticity. Custom orthosis use can be prescribed in this context aiming increase functional performance and other therapeutic goals. The additive manufacturing is an alternative to the custom assistive products fabrication, such as orthoses. In this context 3D scanning is an important step, considering that the user anatomy is a geometric reference to product development in 3D CAD for further fabrication. However, the 3D scanners have high costs, one of the factors that hinder the popularization of this solution. Thus, this study aims to evaluate the use of low cost systems to perform 3D scanning in the context of custom orthoses development for wrist, hand and fingers to be fabricated by additive manufacturing. A three-phases method was proposed as follows: definition of tools and systems to be evaluated, definition of parameters for assessment, and definition of protocols for using 3D scanning systems; evaluation of low-cost 3D scanning systems using a standard piece; and evaluation of low-cost 3D scanning systems applied to context of orthosis for wrist, hand and fingers. The selected systems for the evaluation were 360 Kinect using Skanect software, Kinect One system with 3DScan software and the ReMake system with a Canon T3i camera. The low-cost 3D scanning systems used protocols were: Protocol 1, with visual markings only on the scanning environment; Protocol 2, with colored stickers application on the object; and protocol 3, with the use of hand drawn lines forming a chess pattern on the object. A standard piece was developed and manufactured, composed of three elements (a cone, a cylinder and a sectioned cube). The cone height, cylinder diameter and parallel measures to axes X, Y and Z were considered as the dimensional evaluation parameters. Also, a Deviations Analysis was performed using Geomagic software and a visual-quality evaluation that observed the formation of vertices and edges. For the evaluation on orthoses development context, the same procedure was applied on a cast of the wrist, hand and fingers. This cast was made of plaster bandages. The procedure generated 27 standard piece 3D mesh and 9 cast 3D meshes. The evaluations indicated that Kinect 360 and Kinect One systems have no significant variation between the different protocols. The ReMake system was the most sensitive, and the protocol 3 generated 3D meshes with the best dimensional and quality results among all systems. The deviations analysis performed on the standard piece indicated errors ranging between 0.07 mm and 0.27 mm for the ReMake’s 3D meshes.

CAPES : CNPq / Pessoas com paralisia cerebral apresentam grande diversidade de alterações posturais, sendo mais características as consequentes da espasticidade. Objetivando a otimização do desempenho funcional, juntamente com outros objetivos terapêuticos pode ser prescrito o uso órteses. Neste contexto a manufatura aditiva pode se apresentar como uma alternativa à fabricação de produtos personalizados de Tecnologia Assistiva, tais como as órteses. Para este fim a digitalização 3D é uma etapa importante, considerando que a geometria da anatomia do usuário será a referência para o desenvolvimento do produto em ambiente CAD 3D para posterior fabricação. No entanto os equipamentos de digitalização 3D possuem custos elevados, sendo um dos fatores que dificultam a popularização desta solução. Deste modo este trabalho visa avaliar a utilização de sistemas de baixo custo para realizar a digitalização 3D, no contexto do desenvolvimento de órteses personalizadas para punho, mão e dedos a serem fabricadas por manufatura aditiva. Foi proposto um método estruturado em três fases sendo: definição das ferramentas e sistemas a serem avaliados, definição dos parâmetros para avaliação e dos protocolos de utilização dos sistemas digitalização 3D; avaliação dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo a partir da digitalização de uma peça padrão; e avaliação dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo aplicados ao contexto de órteses para punho, mão e dedos. Os sistemas selecionados para a avaliação foram o Kinect 360 utilizando o programa Skanect, o sistema Kinect One com o programa 3DScan e o sistema ReMake com uma câmera Canon T3i. Os protocolos para a utilização dos sistemas de digitalização 3D de baixo custo foram: protocolo 1, com marcações visuais apenas no ambiente de digitalização; protocolo 2, com aplicação de adesivos coloridos sobre o objeto; e o protocolo 3, com a aplicação de linhas desenhadas à mão formando um xadrez sobre o objeto. Foi desenvolvida e fabricada uma peça padrão, composta por três elementos (um cone, um cilindro e um cubo seccionado). Para a avaliação dimensional foram considerados os parâmetros altura do cone, diâmetro do cilindro e medidas paralelas aos eixos X, Y e Z aferidas pela distância entre as faces opostas do cubo. Também foi realizada a análise dos desvios utilizando o programa Geomagic e uma avaliação da qualidade onde se verificou visualmente a formação dos vértices e das arestas. Para a avaliação aplicada ao contexto do desenvolvimento de órteses, foi aplicado mesmo procedimento sobre um molde da geometria do punho, mão e dedos confeccionado em atadura gessada. As digitalizações geraram 27 malhas 3D da peça padrão e 9 malhas 3D do molde. As avaliações indicaram que os sistemas Kinect 360 e Kinect One não apresentaram variação significativa entre os diferentes protocolos. Já o sistema ReMake foi o mais sensível, sendo o protocolo 3 o que gerou malhas 3D com os melhores resultados dimensionais e de qualidade em relação a todos os sistemas, com valores variando entre 0,07 mm e 0,27 mm nas análises dos desvios realizadas sobre a peça padrão. / People with cerebral palsy could have wide range of postural changes, the most characteristic are resulting from spasticity. Custom orthosis use can be prescribed in this context aiming increase functional performance and other therapeutic goals. The additive manufacturing is an alternative to the custom assistive products fabrication, such as orthoses. In this context 3D scanning is an important step, considering that the user anatomy is a geometric reference to product development in 3D CAD for further fabrication. However, the 3D scanners have high costs, one of the factors that hinder the popularization of this solution. Thus, this study aims to evaluate the use of low cost systems to perform 3D scanning in the context of custom orthoses development for wrist, hand and fingers to be fabricated by additive manufacturing. A three-phases method was proposed as follows: definition of tools and systems to be evaluated, definition of parameters for assessment, and definition of protocols for using 3D scanning systems; evaluation of low-cost 3D scanning systems using a standard piece; and evaluation of low-cost 3D scanning systems applied to context of orthosis for wrist, hand and fingers. The selected systems for the evaluation were 360 Kinect using Skanect software, Kinect One system with 3DScan software and the ReMake system with a Canon T3i camera. The low-cost 3D scanning systems used protocols were: Protocol 1, with visual markings only on the scanning environment; Protocol 2, with colored stickers application on the object; and protocol 3, with the use of hand drawn lines forming a chess pattern on the object. A standard piece was developed and manufactured, composed of three elements (a cone, a cylinder and a sectioned cube). The cone height, cylinder diameter and parallel measures to axes X, Y and Z were considered as the dimensional evaluation parameters. Also, a Deviations Analysis was performed using Geomagic software and a visual-quality evaluation that observed the formation of vertices and edges. For the evaluation on orthoses development context, the same procedure was applied on a cast of the wrist, hand and fingers. This cast was made of plaster bandages. The procedure generated 27 standard piece 3D mesh and 9 cast 3D meshes. The evaluations indicated that Kinect 360 and Kinect One systems have no significant variation between the different protocols. The ReMake system was the most sensitive, and the protocol 3 generated 3D meshes with the best dimensional and quality results among all systems. The deviations analysis performed on the standard piece indicated errors ranging between 0.07 mm and 0.27 mm for the ReMake’s 3D meshes.

Dentre as práticas da Programação Extrema, ou eXtreme Programming (XP), destaca-se a Programação em Par, ou Pair Programming (PP). Nesta prática duas pessoas trabalham de forma colaborativa na mesma tarefa – projeto, algoritmo, código ou teste – e em um único computador. O objetivo geral deste trabalho é investigar a eficácia da Programação em Par versus Programação individual perante tarefas de modelagem e construção de software orientado a objetos. A eficácia da prática é avaliada por meio de atributos relacionados à qualidade de software, são eles: (i) tamanho dos métodos, (ii) complexidade estrutural dos métodos, (iii) acoplamento/dependência entre pacotes e, por fim, (iv) falta de coesão dos métodos por classe. Para isso, foi realizada uma pesquisa experimental envolvendo atividades práticas e aplicação de questionários junto a alunos voluntários de três instituições de ensino superior da cidade de Curitiba. A partir dessa pesquisa, conclui-se que Programação em Par mostrou-se mais eficaz perante tarefas de modelagem e construção de software que a programação individual, isso considerando tamanho e complexidade dos métodos. E mais, os alunos perceberam mais benefícios do que desafios (ou desvantagens) quando se adota a PP para realizar tais tarefas. / Among eXtreme Programming (XP) practices, Pair Programming(PP) stands out from the rest. It consists of two individuals cooperating, working in the same task - design, algorithm, code or test - in the same computer. The general objective of this study is to scrutinize the efficacy of Pair Programming versus individual programming relating to modeling tasks and object oriented software development. The efficacy of the process is evaluated through the following software quality related attributes: (i) method size, (ii) structural complexity of the methods, (iii) linkage/dependency among packages and finally (iv) lack of cohesion of the methods by class. Therefore, an experimental research was performed, involving practical activities and surveys answered by volunteer students from three different higher education institutions in Curitiba. This research showed that pair programming is more efficient when working with modeling tasks and software development than individual programming, taking into account size and complexity of methods. Furthermore, more pros than cons were found by students when pair programming was chosen to accomplish such tasks.

CNPq / O bloqueio de linhas de produção devido à formação de hidratos é uma das principais preocupações na garantia do escoamento em operações de produção de óleo e gás devido aos altos custos associados às paradas de produção. Os hidratos são formados pelo aprisionamento de moléculas de gás em uma gaiola de moléculas de água formada por ligações de hidrogênio. As condições de alta pressão e baixa temperatura necessárias para a formação de hidratos são frequentemente encontradas em cenários de produção no mar, sendo que o escoamento em golfadas é considerado o padrão de escoamento predominante. O presente trabalho utiliza uma abordagem em regime permanente para modelar a formação de dispersões homogêneas de hidrato-em-água durante o escoamento em golfadas em tubulações horizontais. O consumo das fases para a formação de hidratos é estimado em função da área interfacial gás-água e da temperatura de subresfriamento do sistema. O modelo de escoamento em golfadas é acoplado com: (i) termos de transferência de massa para recalcular as velocidades das estruturas das golfadas e (ii) termos de geração de calor, visto que a formação de hidratos é um processo exotérmico. O modelo foi implementado em linguagem Fortran90, utilizando lógica nodal de marcha. Comparações do modelo com dados experimentais da literatura apresentam desvios de aproximadamente ±20%. O modelo foi utilizado para analisar os efeitos da formação de hidratos sobre a hidrodinâmica e transferência de calor do escoamento em golfadas, analisando: velocidades (superficiais e das estruturas do escoamento em golfadas), pressão, temperatura, coeficiente de transferência de calor e geometria da célula unitária do escoamento em golfadas (comprimento das regiões características e frações de fase). O modelo também foi utilizado para analisar a influência das condições de entrada do escoamento (velocidade superficial da mistura, razão de líquido/mistura, pressão, uso de inibidores químicos) e de geometria da tubulação (diâmetro interno, espessura da parede, condutividade da parede) que retardam a formação de hidratos. Ao final, a influência da deposição de camadas de hidratos sobre o escoamento em golfadas (pressão, temperatura, velocidades, geometria da geometria da célula unitária) é analisado. / Hydrate formation is one of the main flow assurance concerns in offshore oil and gas production due to the high cost of production interruptions or impairments. Hydrates are formed by the imprisonment of gas molecules into hydrogen bonded cages of water molecules. The high pressure and low temperature conditions needed for hydrate formation are frequently found in offshore production scenarios, where slug flow is often the prevailing flow regime. The present work uses a steady-state approach for modeling homogeneous hydrate-in-water dispersion formation on horizontal slug flow in pipelines. The consumption of the phases during hydrate formation is estimated by a kinetic model in terms of the gaswater interfacial surface and the subcooling of the system. The slug flow model is coupled with: (i) mass transfer terms so as to recalculate the velocities of the slug flow structures and (ii) heat generation terms, since hydrate formation is an exothermic process. Comparisons of the model with experimental data present an average deviation of ±20%. The model was used to analyze the effects brought by hydrate formation over the slug flow hydrodynamics and heat transfer, analyzing: velocities (superficial and structure velocities), pressure, temperature, heat transfer coefficient and unit cell geometry (region lengths and phase fractions). The model was also used to analyze the influence of the pipe inlet conditions (mixture superficial velocity, liquid loading, pressure, use of chemical inhibitors) and of the pipeline geometry (internal diameter, wall width, wall thermal conductivity) in delaying hydrate formation. Finally, the influence of hydrate deposits on the slug flow behavior (pressure, temperature, velocities, unit cell geometry) is analyzed.

CAPES / A falta de manutenção, a mudança de carregamentos, as deficiências de projeto, de execução e até mesmo dos materiais constituintes de uma peça estrutural podem levar à necessidade de aplicação de um reforço estrutural. Dentre estes métodos se destaca o reforço estrutural com Compósitos Reforçados com Fibra de Carbono (CRFC). Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento estrutural por meio de métodos experimentais e modelagem numérica de vigas biapoiadas de concreto armado reforçadas à flexão com CRFC, além de analisar a influência da adição de incrementos de ancoragem no comportamento da peça. O modelo computacional foi desenvolvido no software comercial ANSYS, por meio da utilização do Método dos Elementos Finitos. Foi avaliado o ganho de resistência com a implantação de uma e duas camadas de CRFC em comparação à viga sem reforço. A interface concreto – reforço foi considerada na simulação computacional, uma vez que os esforços atuantes nesta região geralmente são a causa da ruptura neste tipo de peça. Para isso, foi utilizado o Modelo da Zona de Coesão como método de representação da interface. Em relação ao programa experimental, além da variação do número de camadas de reforço, também foi avaliada a influência da adição de incrementos de ancoragem lateral no comportamento das vigas estudadas. Como resultados, foi alcançada uma boa acurácia entre os modelos computacionais e a análise experimental em relação ao valor da carga última de cada situação analisada, bem como em relação ao valor de deslocamento encontrado para as vigas reforçadas. Entretanto, percebeu-se que os valores das deformações obtidos no modelo computacional foram superiores à média dos valores encontrados na análise experimental. Além disso, observou-se também que as vigas tiveram sua rigidez aumentada com o acréscimo de camadas de reforço. Ademais, foi verificado que a adição de incrementos de ancoragem levou a um acréscimo na resistência das peças, mais efetivo que o aumento do número de camadas, para o caso deste trabalho. / The lack of maintenance, the change in loadings, project and execution failures, and even failures of constituent materials of a structural part lead to the necessity of applying a structural reinforcement. Among these methods highlights the structural reinforcement with Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). This research has the objective to examine whether there is a good relationship between laboratory tests and a simulation model of reinforced concrete beams strengthened in bending with CFRP, in addition to analyze the influence of anchorage increments application in the structural behavior. The computacional model was developed in the comercial software ANSYS, by the utilization of the Finite Element Modeling for the structural analysis. The resistance gain with the implementation of one and two layers of CFRP was evaluated compared with the reference beam. The concrete – reinforce interface was considered in the computacional simulation, since the active efforts in this area are the reason of this type of structure failure. Thus, the Cohesive Zone Model was used for the interface representation. In relation to the experimental tests, beyond the number of layers variation, it was also evaluated the influence of anchorage increments application in the structural behavior. As results, it was obtained a good accuracy of the computacional models and the experimental tests in relation to the rupture load, in addition to the displacements values for the reinforced beams. However, the strain values achieved by the computacional model were higher than the experimental analysis rate values. Besides, it was also noticed that the beams had an increase of the stiffness with the addition of the reinforced layers. Furthermore, it was verified that the anchorage increments application caused an increase of the resistance, even more efficient than the addition of layers, for this case of study.